一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统技术方案

一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统。本实用新型专利技术属于能源技术领域。本实用新型专利技术的目的是提供基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统，综合利用空气的显热、污水及地表水的显热、冷水的潜热及燃气锅炉进行区域供热，以解决单一热源热量不足和低值能源的梯级利用和互补问题。本实用新型专利技术由污水供水管、供水泵、冷水供水管、污水回水管、污水及地表水源热泵、冷水相变机、中介水进水管一、第四循环水泵、中介水回水管一、第五节流阀、中介水进水管二、第五循环水泵等组成，用于大型综合热泵供热系统。热系统。热系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统


[0001]本技术属于能源
，具体涉及一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统。

技术介绍

[0002]随着国家环保政策的推行，清洁能源供热已成为区域集中供热的主要方法，单一热源取热易产生供热量不足问题，因此进行多种能源耦合供热很有必要，其次现有的清洁能源综合热泵供热系统没有实现能量的梯级利用，造成能量浪费。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统，即通过污水及地表水源热泵系统、冷水相变机系统、空气源热泵系统及燃气锅炉等对污水或湖水中的显热、冷水中的潜热、空气中的显热及燃气燃烧的热量对热用户供热，实现了能量的综合利用。
[0004]本技术为解决上述技术问题，所采取的技术方案是：
[0005]本技术提供的方案为一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统，它由污水供水管、供水泵、冷水供水管、污水回水管、污水及地表水源热泵、冷水相变机、中介水进水管一、第四循环水泵、中介水回水管一、第五节流阀、中介水进水管二、第五循环水泵、中介水回水管二、第六节流阀、第一热泵机组、第二热泵机组、主管一、第三循环水泵、第一板式换热器、主管二、第二板式换热器、主管三、热用户、主管四、第四节流阀、第一循环水泵、支管一、空气源热泵、支管三、第二节流阀、支管四、第二循环水泵、燃气锅炉、支管五、第三节流阀、支管二、第一节流阀、支管六、支管七、支管八、第七节流阀、第六循环水泵、末端供水管、末端回水管、末端调节阀组成，所述的污水供水管一端与污水及地表水源热泵相连通；所述的供水泵设置在污水供水管上；所述的冷水供水管一端与污水及地表水源热泵相连通，另一端与冷水相变机相连通；所述的污水回水管一端与冷水相变机相连通；所述的中介水进水管一一端与污水及地表水源热泵相连通，另一端与第一热泵机组相连通；所述的中介水回水管一一端与第一热泵机组相连通，另一端与污水及地表水源热泵相连通；所述的第四循环水泵设置在中介水回水管一上；所述的第五节流阀设置在中介水回水管一上，且位于第四循环水泵的入口与第一热泵机组之间；所述的中介水进水管二一端与冷水相变机相连通，另一端与第二热泵机组相连通；所述的中介水回水管二一端与第二热泵机组相连通，另一端与冷水相变机相连通；所述的第五循环水泵设置在中介水进水管二上；所述的第六节流阀设置在中介水回水管二上；所述的主管一一端与第一热泵机组相连通，另一端与第一板式换热器相连通；所述的第三循环水泵设置在主管一上；所述的主管二一端与第一板式换热器相连通，另一端与第二板式换热器相连通；所述的主管三一端与第二板式换热器相连通，另一端与末端回水管和主管四相连通；所述的主管四一端与末端回水管和主管三相连通，另一端与第一热泵机组相连通；所述的第四节流阀设置在主管四上；所述的支
管一一端与第一板式换热器相连通，另一端与空气源热泵相连通；所述的第一循环水泵设置在支管一上；所述的支管三一端与空气源热泵相连通，另一端与第一板式换热器相连通；所述的第二节流阀设置在支管三上；所述的支管四一端与燃气锅炉相连通，另一端与第二板式换热器相连通；所述的第二循环水泵设置在支管四上；所述的支管五一端与燃气锅炉相连通，另一端与第二板式换热器相连通；所述的第三节流阀设置在支管五上；所述的支管二一端与燃气锅炉相连通，另一端与空气源热泵相连通；所述的第一节流阀设置在支管二上；所述的支管六一端与主管四相连通，且连通点位于主管三和末端回水管的连通处与第四节流阀之间，另一端与第六循环水泵相连通；所述的支管八一端与第六循环水泵相连通，另一端与第二热泵机组相连通；所述的支管七一端与第二热泵机组相连通，另一端与主管四相连通，且连通点位于第四节流阀与第一热泵机组之间；所述的末端供水管一端与主管三相连通，另一端与热用户相连通；所述的末端调节阀设置在末端供水管上；所述的末端回水管一端与热用户相连通，另一端与主管四和主管三相连通。
[0006]本技术的运行原理为：供热时，污水或地表水在供水泵的作用下进入污水及地表水源热泵，热泵从污水或地表水中吸热后，将热量的品位提升后传递给中介水。中介水通过第四循环水泵的作用在其所在的回路中循环，调节第五节流阀可调节该回路中中介水的循环流量即调节从污水或地表水中的取热量。中介水进入第一热泵机组后，热泵机组吸收中介水中的热量将其进行品位提升，并将热量传递给另一侧的循环水。在第三循环水泵的作用下，该回路中的循环水吸收来自第一热泵机组中的热量后，在主管一内流动并进入第一板式换热器吸收空气源热泵所在回路中循环水的热量。循环水在第一板式换热器中充分吸热后，在主管二内流动进入第二板式换热器吸收燃气锅炉所在回路中循环水的热量，流出第二板式换热器，在主管三、末端供水管内流动进入热用户进行放热，充分放热后，一路循环水流经主管四、第四节流阀，另一路循环水流经、支管六、第七节流阀，在第六循环水泵的作用下进入第二热泵机组，吸收第二热泵机组内的热量后与上一路循环水汇合，回到第一热泵机组完成该路循环。污水或湖水在污水及地表水源热泵中放热后，进入冷水相变机，释放潜热，凝固成冰排回水源。在第五循环水泵作用下，该路循环水进入冷水相变机吸收热量后，经中介水进水管二进入第二热泵机组，将热量传递给机组内的工质进行释热，经第六节流阀、中介水回水管二回到冷水相变机从而完成该路循环。第一循环水泵和第二循环水泵所在支路中的循环水吸收来自空气源热泵和燃气锅炉的热量后将热量通过第一板式换热器和第二板式换热器传递给主管中的循环水。通过支管二和第一节流阀将燃气锅炉与空气源热泵相连，达到燃气锅炉的余热利用，提高空气源热泵性能系数的目的。在该系统运行时，可通过调节该系统内的七个节流阀改变不同热源间的耦合比例，当供热量较低时，可选择开启一个或其中几个节流阀，当供热量较高时，则需开启全部节流阀来满足供热需求。
[0007]本技术相对于现有技术具有如下特点及有益效果为：
[0008]1．本技术通过设置污水及地表水源热泵系统、冷水相变机系统、空气源热泵系统、燃气锅炉等进行供热，实现了多热源耦合供热，解决了单热源供热量不足、低值能源的梯级利用问题。
[0009]2．本技术通过设置燃气锅炉余热利用回路，解决了空气源热泵在冬季易结霜、热量不足的问题。
[0010]3．本技术通过设置七个节流阀进行流路控制，解决了各热源热量的配比问题，使系统能效最大化，实现了低值能源的综合利用。
[0011]4. 本技术通过多元耦合供热，增加了供热系统在极寒天气下运行的稳定性。
附图说明
[0012]图1是本技术的系统循环连接示意图
[0013]图中：污水供水管1、供水泵2、冷水供水管3、污水回水管4、污水及地表水源热泵5、冷水相变机6、中介水进水管一7、第四循环水泵8、中介水回水管一9、第五节流阀10、中介水进水管二11、第五循环水泵12、中介水回水管二13、第六节流阀14、第一热泵机组15、第二热泵机组16、主管一17
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水源热泵的多源耦合区域化供热系统，它由污水供水管(1)、供水泵(2)、冷水供水管(3)、污水回水管(4)、污水及地表水源热泵(5)、冷水相变机(6)、中介水进水管一(7)、第四循环水泵(8)、中介水回水管一(9)、第五节流阀(10)、中介水进水管二(11)、第五循环水泵(12)、中介水回水管二(13)、第六节流阀(14)、第一热泵机组(15)、第二热泵机组(16)、主管一(17
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1)、第三循环水泵(18)、第一板式换热器(19)、主管二(17
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2)、第二板式换热器(20)、主管三(17
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3)、热用户(21)、主管四(17
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4)、第四节流阀(22)、第一循环水泵(23)、支管一(24
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1)、空气源热泵(25)、支管三(24
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3)、第二节流阀(26)、支管四(24
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4)、第二循环水泵(27)、燃气锅炉(28)、支管五(24
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5)、第三节流阀(29)、支管二(24
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2)、第一节流阀(30)、支管六(24
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6)、支管七(24
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7)、支管八(24
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8)、第七节流阀(31)、第六循环水泵(32)、末端供水管(33)、末端回水管(34)、末端调节阀(35)组成，其特征在于所述的污水供水管(1)一端与污水及地表水源热泵(5)相连通；所述的供水泵(2)设置在污水供水管(1)上；所述的冷水供水管(3)一端与污水及地表水源热泵(5)相连通，另一端与冷水相变机(6)相连通；所述的污水回水管(4)一端与冷水相变机(6)相连通；所述的中介水进水管一(7)一端与污水及地表水源热泵(5)相连通，另一端与第一热泵机组(15)相连通；所述的中介水回水管一(9)一端与第一热泵机组(15)相连通，另一端与污水及地表水源热泵(5)相连通；所述的第四循环水泵(8)设置在中介水回水管一(9)上；所述的第五节流阀(10)设置在中介水回水管一(9)上，且位于第四循环水泵(8)的入口与第一热泵机组(15)之间；所述的中介水进水管二(11)一端与冷水相变机(6)相连通，另一端与第二热泵机组(16)相连通；所述的中介水回水管二(13)一端与第二热泵机组(16)相连通，另一端与冷水相变机(6)相连通；所述的第五循环水泵(12)设置在中介水进水管二(11)上；所述的第六节流阀(14)设置在中介水回水管二(13)上；所述的主管一(17
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1)一端与第一热泵机组(15)相连通，另一端与第一板式换热器(19)相连通；所述的第三循环水泵(18)设置在主管一(17
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1)上；所述的主管二(17

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建民，崔新军，刘文广，
申请(专利权)人：魏县城建供热有限公司，
类型：新型
国别省市：